📄 houghline.cpp
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#include "dimage.h"
#include <math.h>
#define houghthresh 10
void diedaiyz(BYTE *image[2000],int w,int h);
void sanfenyz(BYTE *image[2000],int w,int h);
void sobel(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000]);
void lapla1(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000]);
void lapla2(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000]);
void zzlb(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000]);
void houghtrans1(BYTE *image_in[2000],int w,int h);
void houghtrans2(BYTE *image_in[2000],int w,int h);
void makeline1(BYTE *image_in[2000],int w,int h,double t,int k,int r,BYTE *image_out[2000]);
void makeline2(BYTE *image_in[2000],int w,int h,double t,int k,int r,BYTE *image_out[2000]);
int medianvalue(int *value);
int main()
{
int w=512,h=512;
Welcom();
BYTE *image[2000];
InitImage(image,w,h);
ReadRawFile(image,w,h,"D:\\peacock.raw");
//图像读取的路径为：D:\\peacock.raw ，在保存的时候存在了E盘
//且均以peacock_后缀.raw命名，例如：peacock_lapla2.raw,peacock_hough.raw
//我们将所有的函数按不同的顺序进行组合，以期得到最好的边缘提取效果
// diedaiyz(image,w,h); //迭代法选取阈值，二值化，并将二值化后的图像保存
// sanfenyz(image,w,h); //T=max-(max-min)/3，二值化，并将二值化后的图像保存
// BYTE *image2[2000];
// InitImage(image2,w,h);
// zzlb(image,w,h,image2); //中值滤波，并将滤波后的图像保存
//前面的为输入数组，如image;后面的为输出数组，如image2。以下均同，请注意之！
BYTE *image1[2000];
InitImage(image1,w,h);
// sobel(image,w,h,image1); //sobel算子对图像进行梯度锐化，并将梯度锐化后的图像保存
// lapla1(image,w,h,image1); //拉普拉斯算子，模板一：{0,-1,0,-1,4,-1,0,-1,0}，并将梯度锐化后的图像保存
lapla2(image,w,h,image1); //拉普拉斯算子，模板二：{-1,-1,-1,-1,8,-1, -1,-1,-1}，并将梯度锐化后的图像保存
// BYTE *image2[2000];
// InitImage(image2,w,h);
// zzlb(image1,w,h,image2); //中值滤波
// diedaiyz(image1,w,h); //迭代法选取阈值，二值化
sanfenyz(image1,w,h); //T=max-(max-min)/3，二值化
// BYTE *image2[2000];
// InitImage(image2,w,h);
// zzlb(image1,w,h,image2); //中值滤波
// houghtrans1(image1,w,h); //hough变换第一种算法：5x5模板
houghtrans2(image1,w,h); //hough变换第二种算法：循环hough,多次提取最长直线
return 1;
}
void houghtrans1(BYTE *image_in[2000],int w,int h) //hough变换第一种算法
{
double t=3.1415926;
t=t/180;
int rmax=w+h+1;
int *hough[180];
int k,r;
for(k=0;k<180;k++)
hough[k]=(int *)new int[rmax];
for(k=0;k<180;k++)
for(r=0;r<rmax;r++)
hough[k][r]=0;
int i,j;
for(i=0;i<h;i++) //将大于0的点标记为255，即白点
//自己绘制的图像中可能存在一些点既不是0也不是255，另外为了避免由于前期处理不当导致hough失败
for(j=0;j<w;j++)
{if(image_in[i][j]>0)image_in[i][j]=255;}
for(i=0;i<h;i++) //对原图中的白点做hough变换
for(j=0;j<w;j++)
{
if(image_in[i][j]==255)
{
for(k=0;k<180;k++)
{
r=(int)(j*cos(k*t)+i*sin(k*t));
if(r<0)r+=w+h+1;
hough[k][r]++;
}
}
}
BYTE *image_out[2000];
InitImage(image_out,w,h);
for(k=0;k<180;k++) //寻找数组hough[][]的各个峰值，采用5x5模板算法
for(r=0;r<rmax;r++)
{
if(hough[k][r]>houghthresh)
{
int tag=1;
int dk,dr,dkt,drt;
for(dk=k-2;dk<=k+2;dk++)
{
for(dr=r-2;dr<=r+2;dr++)
{
if(dk<0)dkt=dk+180;
else if(dk>=180)dkt=dk-180;
else dkt=dk;
if(dr<0)drt=dr+w+h+1;
else drt=dr;
if(drt<rmax&&hough[dkt][drt]>hough[k][r])
{tag=0;break;}
}
if(tag==0)break;
}
if(tag==1)
{
// makeline1(image_in,w,h,t,k,r,image_out); //寻找到一条直线立即绘制
makeline2(image_in,w,h,t,k,r,image_out);
}
}
}
SaveRawFile(image_out,w,h,"E:\\peacock_hough.raw");
}
void houghtrans2(BYTE *image_in[2000],int w,int h) //hough变换第二种算法
{
BYTE *image_out[2000];
InitImage(image_out,w,h);
double t=3.1415926;
t=t/180;
int rmax=w+h+1;
int *hough[180];
int k,r;
for(k=0;k<180;k++)
hough[k]=(int *)new int[rmax];
int i,j;
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
if(image_in[i][j]>0)image_in[i][j]=255;//此处以上与算法一相同
while(1) //对hough变换的全部过程做循环
{
for(k=0;k<180;k++)
for(r=0;r<rmax;r++)
hough[k][r]=0;
for(i=0;i<h;i++) //对原图作hough变换，同算法一
for(j=0;j<w;j++)
{
if(image_in[i][j]==255)
{
for(k=0;k<180;k++)
{
r=(int)(j*cos(k*t)+i*sin(k*t));
if(r<0)r+=w+h+1;
hough[k][r]++;
}
}
}
int max=0,max_k,max_r; //寻找最长的一条直线
for(k=0;k<180;k++)
for(r=0;r<rmax;r++)
{
if(hough[k][r]>max)
{
max=hough[k][r];
max_k=k;
max_r=r;
}
}
if(max<houghthresh)break; //当最大值小于设定的临界值时，循环结束
// makeline1(image_in,w,h,t,max_k,max_r,image_out);
makeline2(image_in,w,h,t,max_k,max_r,image_out);
}
SaveRawFile(image_out,w,h,"E:\\peacock_hough.raw");
}
//绘制直线算法一
void makeline1(BYTE *image_in[2000],int w,int h,double t,int k,int r,BYTE *image_out[2000])
{
int i,j,temp;
for(i=0;i<h;i++) //重新对数组上的白点作hough变换，如果发现某点落在(k,r)的区域内，在原图与新图中均做标记。
for(j=0;j<w;j++)
{
if(image_in[i][j]==255)
{
temp=(int)(j*cos(k*t)+i*sin(k*t));
if(temp<0)temp+=w+h+1;
if(temp==r)
{image_in[i][j]=250;image_out[i][j]=255;}
}
}
}
//绘制图像算法二
void makeline2(BYTE *image_in[2000],int w,int h,double t,int k,int r,BYTE *image_out[2000])
{
int i,j,temp;
for(i=0;i<h;i++) //对原图重新作hough变换，标记已经提取到的直线(k,r)上的白点
for(j=0;j<w;j++)
{
if(image_in[i][j]==255)
{
temp=(int)(j*cos(k*t)+i*sin(k*t));
if(temp<0)temp+=w+h+1;
if(temp==r)
{image_in[i][j]=250;}
}
}
for(j=0;j<w;j++) //在输出数组image_out[][]中通过逆函数绘制直线
{
if(k!=0)
{
if(k>90&&k<180&&r>h)r-=w+h+1;
i=(int)(r/sin(k*t)-j/tan(k*t));
if(i>=0&&i<h)image_out[i][j]=255;
}
}
}
//以下为二值化，梯度锐化，中值滤波等函数，不做注释！
void diedaiyz(BYTE *image[2000],int w,int h)
{
int i,j;
int count[256];
for(i=0;i<256;i++)
count[i]=0;
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
count[image[i][j]]++;
int T=100;
while(1)
{
int temp=T;
int t1=0,t2=0,t3=0,t4=0;
for(i=0;i<=temp;i++)
{t1+=count[i];t3+=count[i]*i;}
for(i=temp+1;i<256;i++)
{t2+=count[i];t4+=count[i]*i;}
T=(int)((t3/t1+t4/t2)/2);
if(T==temp)break;
}
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
if(image[i][j]>=T)image[i][j]=255;
else image[i][j]=0;
SaveRawFile(image,w,h,"E:\\peacock_diedaiyz.raw");
}
void sanfenyz(BYTE *image[2000],int w,int h)
{
int i,j;
int fmax=0,fmin=255;
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
{
if(image[i][j]>fmax)fmax=image[i][j];
if(image[i][j]<fmin)fmin=image[i][j];
}
int T=fmax-(fmax-fmin)/3;
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
if(image[i][j]>=T)image[i][j]=255;
else image[i][j]=0;
SaveRawFile(image,w,h,"E:\\peacock_sanfenyz.raw");
}
void sobel(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000])
{
int buf,buf1,buf2;
int i,j;
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
{
if(i-1>=0&&j-1>=0&&i+1<h&&j+1<w)
{
//x方向
buf1=(int)image_in[i-1][j+1]+2*(int)image_in[i][j+1]+(int)image_in[i+1][j+1];
buf1=buf1-(int)image_in[i-1][j-1]-2*(int)image_in[i][j-1]-(int)image_in[i+1][j-1];
//y方向
buf2=(int)image_in[i-1][j-1]+2*(int)image_in[i-1][j]+(int)image_in[i-1][j+1];
buf2=buf2-(int)image_in[i+1][j-1]-2*(int)image_in[i+1][j]-(int)image_in[i+1][j+1];
buf=abs(buf1)+abs(buf2);
if(buf>255)buf=255;
if(buf<0)buf=0;
image_out[i][j]=(BYTE)buf;
}
else
image_out[i][j]=(BYTE)0;
}
SaveRawFile(image_out,w,h,"E:\\peacock_sobel.raw");
}
void lapla1(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000])
{
int buf;
int i,j;
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
{
if(i-1>=0&&j-1>=0&&i+1<h&&j+1<w)
{
//x方向
buf=4*(int)image_in[i][j]-(int)image_in[i-1][j]-(int)image_in[i][j-1]
-(int)image_in[i][j+1]-(int)image_in[i+1][j];
if(buf>255)buf=255;
if(buf<0)buf=0;
image_out[i][j]=(BYTE)buf;
}
else
image_out[i][j]=(BYTE)0;
}
SaveRawFile(image_out,w,h,"E:\\peacock_lapla1.raw");
}
void lapla2(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000])
{
int buf;
int i,j;
for(i=0;i<h;i++)
for(j=0;j<w;j++)
{
if(i-1>=0&&j-1>=0&&i+1<h&&j+1<w)
{
//x方向
buf=8*(int)image_in[i][j]-(int)image_in[i-1][j-1]-(int)image_in[i-1][j]-(int)image_in[i-1][j+1]
-(int)image_in[i][j-1]-(int)image_in[i][j+1]-(int)image_in[i+1][j-1]
-(int)image_in[i+1][j]-(int)image_in[i+1][j+1];
if(buf>255)buf=255;
if(buf<0)buf=0;
image_out[i][j]=(BYTE)buf;
}
else
image_out[i][j]=(BYTE)0;
}
SaveRawFile(image_out,w,h,"E:\\peacock_lapla2.raw");
}
void zzlb(BYTE *image_in[2000],int w,int h,BYTE *image_out[2000])
{
int value[9];
int i,j;
for(i=1;i<h-1;i++)
for(j=1;j<w-1;j++)
{
value[0]=image_in[i-1][j-1];
value[1]=image_in[i-1][j];
value[2]=image_in[i-1][j+1];
value[3]=image_in[i][j-1];
value[4]=image_in[i][j];
value[5]=image_in[i][j+1];
value[6]=image_in[i+1][j-1];
value[7]=image_in[i+1][j];
value[8]=image_in[i+1][j+1];
image_out[i][j]=medianvalue(value);
}
SaveRawFile(image_out,w,h,"E:\\peacock_zzlb.raw");
}
int medianvalue(int *value)
{
int i,j,temp;
for(i=0;i<=7;i++)
for(j=0;j<=7-i;j++)
{
if(value[j]>value[j+1])
{
temp=value[j+1];
value[j+1]=value[j];
value[j]=temp;
}
}
return value[4];
}
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